Encimi za sir: kaj so in zakaj so potrebni?

Povečalo se je povpraševanje potrošnikov po siru skupaj z iskanjem izdelkov z novimi organoleptičnimi parametri, kar je vodilo v obsežne raziskave alternativnih mlečnih koagulantov. Razmerje med proteolitično aktivnostjo in koagulacijo določa zahteve za encime, ki se uporabljajo v procesu proizvodnje sira.

Sir je izdelek, ki zavzema posebno mesto v prehrani sodobnega človeka. Zaradi variabilnosti uporabljenih komponent in tehnologije izdelave obstaja ogromno vrst izdelkov, ki se razlikujejo po okusu, vonju in teksturi. Do danes se strokovnjaki ne strinjajo, ko poskušajo razvrstiti sir, glede na 500 do 5000 predmetov. Toda skoraj vsak potrošnik bo lahko izbral izdelek po okusu.

Proizvodnja tega izdelka je ena najstarejših vej živilske industrije. Študija ostankov neolitske keramike na ozemlju sodobne Poljske je omogočila pridobitev dokazov, da je že v 5. tisočletju pr. e. ljudje predelovali mleko. Proizvodnja sira je rešila več težav:

• ohraniti glavne sestavine mleka (beljakovine, maščobe, vitamine) za dolgo časa;
• pijačo pretvoriti v trdno obliko, kar je omogočilo udobnejši prevoz (kar je pomembno za nomadska ljudstva);
• ustvarite mlečni izdelek z nižjo vsebnostjo laktoze.

Sir je fermentiran prehrambeni izdelek. Nastane, ko bakterije pretvorijo sladkor v mleku (laktozo) v mlečno kislino. Sevi mlečnokislinskih bakterij, ki se uporabljajo za kisanje pijače, so običajno skrbno izbrani in namerno dodani kot kvas. Danes se pepsin pogosto uporablja.

Osnova proizvodnje sira je odstranjevanje vlage iz mleka s pretvorbo v gosto maso. Gost material, ki nastane pri zgibanju beljakovin, bo nato postal sir. To je skuta, ki jo lahko uživamo svežo, vendar se v večji meri uporablja za izdelavo sirov.

Skuta se med proizvodnim procesom loči od sirotke, ki je pomemben in dragocen stranski proizvod. Za sorte, ki se v končni obliki razlikujejo po visoki vlažnosti, se masa skute preprosto vlije v kalupe, za trde sire pa se stisne.

Najbolj priljubljene vrste dodatkov, ki se uporabljajo pri izdelavi industrijskega sira, so zeliščni dodatki, ki spadajo v skupine cisteina in serina. Encimi, ki temeljijo na delovanju mikroorganizmov na mlečne beljakovine, se zaradi nizkih proizvodnih stroškov in visokih organoleptičnih lastnosti končnega izdelka pogosto uporabljajo v proizvodnji sira.

Uporaba rastlinskih in mikrobnih mlečnokislinskih fermentov kot alternativa tistim živalskega izvora omogoča ne le diverzifikacijo ponudbe sirov na trgu, temveč tudi reševanje etičnih in ekonomskih vprašanj. Poleg tega zeliščni in mikrobni pripravki ustrezajo načelom vegetarijanstva.

Sodobna tehnologija vključuje naslednje korake:

• priprava mleka;
• koagulacija s proteolitičnimi encimi in tvorba skutne mase;
• predelek za serum;
• rezanje skute;
• gnetenje;
• polaganje pod stiskalnico in zorenje.

Manjšo količino sira zaužijemo svežega, takoj po proizvodnji. Vendar pa je treba večino sort pred zaužitjem zoreti, in sicer od dveh tednov (npr. mozzarella) do dveh ali več let (npr. parmigiano-reggiano ali zelo zrel cheddar).

Domnevno je prvi sir nastal zaradi shranjevanja mleka v vrečah iz želodcev prežvekovalcev in penjenja med prevozom. Kasneje sta učinkovini v tem procesu prepoznali pepsin in kimozin, bolj znan kot sirilo.

V mleku je več kot 95 % kazeinov v obliki velikih koloidnih delcev ali micel, ki se oborijo med koagulacijo κ-kazeina. Koagulacija kazeina je dvostopenjski proces: pride do encimske proizvodnje netopnega para-κ-kazeina in topnega makropeptida. Skuta nastane v drugi fazi (faza koagulacije) kot posledica sproščanja para-κ-kazeina pri temperaturi nad 20°.

Himozin sproži koagulacijo mleka s pretrganjem vezi v molekuli κ-kazeina. Ta vez je veliko bolj dovzetna za kisle proteaze kot druge peptidne vezi v sistemu mlečnih beljakovin.

Vsi živalski encimi, ki se pogosto uporabljajo v industriji, so kisli in kažejo največjo aktivnost v kislem okolju.Zanje je značilna visoka vsebnost dikarboksilnih aminokislin in nizka vsebnost esencialnih aminokislin. Najbolj znan encim je pepsin.

Himozin se pridobiva iz črevesja in se tradicionalno uporablja kot koagulant pri proizvodnji sira. Mlečne koagulacijske encime, ki vsebujejo kimozin, pridobivajo iz mladih živali različnih vrst in vsaka od njih ima svoje specifične biokemične značilnosti. Drugi encim živalskega izvora je pepsin. Najdemo ga v želodčnih sokovih sesalcev, rib in plazilcev.

Etični, verski in ekonomski dejavniki so privedli do iskanja alternative živalskemu sirilu. Poleg encimov živalskega izvora se pri izdelavi sira uporabljajo rastlinski koagulanti. Prva dokumentarna omemba se nanaša na leto 42. Med snovmi, ki spodbujajo strjevanje mleka, so navedeni cvetovi osata in sok smokve.

Papain je najbolj razširjen proteolitični encim rastlinskega izvora. Zlasti v Indoneziji se papain uporablja pri proizvodnji poltrdih sirov. Prvič je bil izoliran leta 1879 iz papajinega lateksa. Uporablja se tudi bromelain, ki je bil izoliran iz stebel in nezrelih plodov ananasa. Pegasti badelj se pogosto uporablja tudi kot vir bistvenega encima.

Najbolj raziskane so snovi, pridobljene iz španske artičoke, katere cvetove ljudstva Sredozemlja tradicionalno uporabljajo pri izdelavi sira. V vzhodni Afriki in južni Evropi so cvetove artičoke že stoletja uporabljali v kozjih in ovčjih sirih. Ti sirni izdelki imajo nežno kremasto teksturo in izvrsten okus.Organoleptične lastnosti so posledica široke substratne specifičnosti asparaginskih encimov, ki cepijo ne samo κ-kazein, ampak tudi α- in β-kazein. Proteaze iz listov in korenin artičoke so pokazale visoko strjevalno aktivnost.

Poleg izolacije snovi iz rastlinskih snovi so zelo zanimive metode njihovega pridobivanja z mikrorazmnoževanjem. Uporaba tehnologije ima številne prednosti, med katerimi je glavna možnost pridobivanja velike količine homogenega encima, zaradi česar je proizvodnja ekonomsko upravičena.

Sirilo lahko nadomestijo ne le rastlinski encimi, temveč tudi pepsinu podobne snovi mikrobnega izvora. Prednosti mikrobnih encimov:

• nizki stroški proizvodnje;
• izpolnjuje merila naravnega izvora in vegetarijanske zahteve.

Že leta 1974 so bile takšne snovi uporabljene pri proizvodnji 60% sira v ZDA. V sirarstvu so še vedno najbolj zanimive nitaste glive, ki proizvajajo encime.

Glavni svetovni proizvajalci encimov so:

• "Danisco DuPont" (Danska);
• "Mittal" (Indija);
• Clarion Casein LTD (Indija);
• Fonterra (Nova Zelandija);
• "Walcorn" (Kanada);
• Mahan Belki Limited (Indija).

Na domačem trgu prevladujejo ruski proizvajalci:

• "Rastlina endokrinih encimov";
• "Moskovska tovarna sirila".

Pri proizvodnji mlečnih fermentov ta podjetja uporabljajo kimozin, goveji in piščančji pepsin v različnih razmerjih. Poleg tega so na trgu komercialne rastlinske in mikrobne proteaze.

Če želite izvedeti, kako sami narediti sirne encime, si oglejte naslednji video.